RU2355946C2 - Boiler combustor allowing avoidance of thermal nox - Google Patents

Boiler combustor allowing avoidance of thermal nox Download PDF

Info

Publication number
RU2355946C2
RU2355946C2 RU2007104686/06A RU2007104686A RU2355946C2 RU 2355946 C2 RU2355946 C2 RU 2355946C2 RU 2007104686/06 A RU2007104686/06 A RU 2007104686/06A RU 2007104686 A RU2007104686 A RU 2007104686A RU 2355946 C2 RU2355946 C2 RU 2355946C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water jacket
inner water
combustion chamber
tubes
boiler
Prior art date
Application number
RU2007104686/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007104686A (en
Inventor
Бюнг-Доо КИМ (KR)
Бюнг-Доо КИМ
Original Assignee
Бюнг-Доо КИМ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бюнг-Доо КИМ filed Critical Бюнг-Доо КИМ
Publication of RU2007104686A publication Critical patent/RU2007104686A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2355946C2 publication Critical patent/RU2355946C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • F22B21/02—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially straight water tubes
    • F22B21/04—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially straight water tubes involving a single upper drum and a single lower drum, e.g. the drums being arranged transversely
    • F22B21/06—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially straight water tubes involving a single upper drum and a single lower drum, e.g. the drums being arranged transversely the water tubes being arranged annularly in sets, e.g. in abutting connection with drums of annular shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00—Casings; Linings; Walls
    • F23M5/08—Cooling thereof; Tube walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • F22B21/02—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially straight water tubes
    • F22B21/04—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially straight water tubes involving a single upper drum and a single lower drum, e.g. the drums being arranged transversely
    • F22B21/08—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially straight water tubes involving a single upper drum and a single lower drum, e.g. the drums being arranged transversely the water tubes being arranged sectionally in groups or in banks, e.g. bent over at their ends
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
    • F23C5/08—Disposition of burners
    • F23C5/32—Disposition of burners to obtain rotating flames, i.e. flames moving helically or spirally
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L9/00—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel 
    • F23L9/02—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel  by discharging the air above the fire

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: boiler combustor contains combustor wall, outer water jacket inside combustor, inner water jacket installed inside outer water jacket and tilted outwards with diametre increase along height similar to trumpet combustion chamber located between outer and inner water jackets. Outer and/or inner water jacket consists of multiple parallel interconnected tubes and additionally includes multiple membranes connecting these tubes with each other. Outer water jacket is made with cross-section in the shape of rectangle or polygon or circumference. Outer water jacket is tilted inside decreasing in diametre as height grows. Inner water jacket is made with cross-section in the shape of circumference. Inner water jacket is tilted outside on top level. Combustor contains injectors for fuel injection into combustion chamber. The injectors are located at inner water jacket and are directed tangentially to inner water jacket. Inner water jacket consists of multiple parallel interconnected tubes, and in membranes connecting these tubes air vents are made to supply air to combustion chamber.
EFFECT: invention allows to avoid thermal NOX and to increase heating capacity along with decrease in boiler dimensions.
7 cl, 7 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к топке бойлера для производства электроэнергии.The invention relates to a furnace of a boiler for generating electricity.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Существует два вида топок бойлеров. Один бойлер является бойлером домашнего типа, а второй служит для производства электроэнергии. Домашний бойлер производит горячую воду низкого давления. Бойлер, производящий электроэнергию, производит пар высокого давления. Исходя из указанных потребностей, конструкция и система каждого из них являются несколько различными. В домашнем бойлере одна топливная форсунка устанавливается снизу по направлению вверх или сверху по направлению вниз в топке, окруженной стенками в виде водяной рубашки. В бойлере, производящем электроэнергию, несколько форсунок устанавливается в центробежных направлениях в топке, окруженной стенками в виде водяной рубашки. Как показано на фиг.1, в обычной центробежной топке бойлера камера 108 действует как камера сгорания топлива, поскольку топливо, впрыскиваемое из топливных форсунок, сгорает в пределах камеры 108, окруженной водяной рубашкой 104. Пламя от сгорания топлива, впрыскиваемого из каждой топливной форсунки, собирается в камере 108, и затем оно формируется в большой цилиндрический факел 110, а центральная часть факела 110 превращается в ядро пламени 112 с высокой температурой. Температура ядра пламени превышает 1000°С. Под этой высокой температурой азот и кислород воздуха реагируют и производится большое количество оксидов азота (называется «термический NOХ»), который является токсичным веществом для окружающей среды. Конструкции высокорасположенного пароперегревателя, экономайзера, подогревателя входящего воздуха, пылеуловителя, размещаемых в верхней части топки, а также дополнительных средств снижения термического NOХ, размещаемых в нижней части топки, требуют высоких затрат производства. Существует и другая проблема, связанная с золой, в случае использования твердого топлива типа угля в обычной топке бойлера. Зола, образующаяся при сгорании, расплавляется от ядра факела 112 и превращается в липкий клинкер, который прилипает к водяным трубкам и снижает теплопроводность.There are two types of boiler furnaces. One boiler is a home type boiler, and the second is used to generate electricity. A domestic boiler produces low-pressure hot water. An electric boiler produces high pressure steam. Based on these needs, the design and system of each of them are somewhat different. In a home boiler, one fuel nozzle is installed upward or downward in a firebox surrounded by walls in the form of a water jacket. In a boiler producing electricity, several nozzles are installed in centrifugal directions in a firebox surrounded by walls in the form of a water jacket. As shown in FIG. 1, in a conventional centrifugal boiler furnace, the chamber 108 acts as a fuel combustion chamber, since the fuel injected from the fuel nozzles burns out within the chamber 108 surrounded by the water jacket 104. The flame from the combustion of the fuel injected from each fuel nozzle, collected in the chamber 108, and then it is formed into a large cylindrical torch 110, and the Central part of the torch 110 is converted into a core of flame 112 with high temperature. The temperature of the flame core exceeds 1000 ° C. Under this high temperature, nitrogen and oxygen in the air react and produce a large amount of nitrogen oxides (called “thermal NO X ”), which is toxic to the environment. The designs of a highly located superheater, economizer, inlet air heater, dust collector located in the upper part of the furnace, as well as additional means for reducing thermal NO X placed in the lower part of the furnace, require high production costs. There is another problem associated with ash in the case of the use of solid fuels such as coal in a conventional boiler furnace. The ash formed during combustion melts from the core of the torch 112 and turns into a sticky clinker that sticks to water tubes and reduces thermal conductivity.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Соответственно настоящее изобретение было сделано во избежание образования термического NOХ. Другой целью настоящего изобретения является создание более меньшего бойлера с более высокой теплоотдачей. Для достижения вышеуказанных целей топка бойлера по настоящему изобретению, содержащая внешнюю водяную рубашку с форсунками для впрыска топлива и воздуха с каждого угла водяной рубашки, характеризуется дополнительной водяной рубашкой, которая размещена в пространстве, окруженном внешней водяной рубашкой, и расположена в принятом месте нахождения ядра факела 13.Accordingly, the present invention has been made to avoid the formation of thermal NO X. Another objective of the present invention is to provide a smaller boiler with higher heat dissipation. To achieve the above objectives, the boiler boiler of the present invention, containing an external water jacket with nozzles for injecting fuel and air from each corner of the water jacket, is characterized by an additional water jacket, which is located in the space surrounded by the external water jacket, and is located at the accepted location of the torch core 13.

Небольшое пространство, окруженное стенками дополнительной водяной рубашки, может использоваться как полезное пространство, например как предварительный воздухоподогреватель, экономайзер. Поэтому топка бойлера по настоящему изобретению позволяет избежать возникновения ядра факела и создает более низкую температуру факела, за счет чего можно избежать генерации термического NOХ и передачи к воде большего количества теплоты, благодаря созданию большей площади контакта, что приводит к увеличению коэффициента полезного действия бойлера с небольшими размерами.A small space surrounded by the walls of an additional water jacket can be used as a useful space, for example, as a pre-heater, economizer. Therefore, the combustion chamber of the boiler of the present invention avoids the occurrence of a flare core and creates a lower flare temperature, thereby avoiding the generation of thermal NO X and transferring more heat to water, due to the creation of a larger contact area, which leads to an increase in the boiler efficiency small size.

Факел, направленный к центру пространства, окруженного стенками внутренней водяной рубашки, отражается стенками внутренней водяной рубашки и возвращается к стенкам внешней водяной рубашки, нагревая воду во внешней водяной рубашке. Во время отражения факела стенками внутренней водяной рубашки тепловая энергия факела передается воде во внутренней водяной рубашке. Большее количество теплоты, передаваемой водяным рубашкам, достигается уменьшением расстояния от факела до внешней водяной рубашки и дополнительным нагревом внутренней водяной рубашки. Термический NOХ не образуется из-за предотвращения образования ядра факела и снижения температуры пламени факела даже при максимальной полноте сгорания топлива.A torch directed toward the center of the space surrounded by the walls of the inner water jacket is reflected by the walls of the inner water jacket and returns to the walls of the outer water jacket, heating the water in the outer water jacket. During the reflection of the torch by the walls of the inner water jacket, the thermal energy of the torch is transferred to the water in the inner water jacket. More heat transferred to the water jacket is achieved by reducing the distance from the torch to the external water jacket and by additional heating of the internal water jacket. Thermal NO X is not formed due to the prevention of the formation of the core of the torch and lowering the temperature of the flame of the torch even at maximum fuel combustion.

Краткое описание фигур чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 - вид с горизонтальным поперечным разрезом, иллюстрирующий одну из существующих топок бойлера.Figure 1 is a horizontal cross-sectional view illustrating one of the existing boiler furnaces.

Фиг.2 - вид в перспективе с разрезами, иллюстрирующий настоящее изобретение.Figure 2 is a perspective view with cuts illustrating the present invention.

Фиг.3 - упрощенный вид, иллюстрирующий расположение внешней водяной рубашки и внутренней водяной рубашки, установленных в топке бойлера по первому варианту осуществления.FIG. 3 is a simplified view illustrating an arrangement of an external water jacket and an internal water jacket installed in a boiler furnace according to the first embodiment.

Фиг.4 - упрощенный вид, иллюстрирующий расположение внешней водяной рубашки и внутренней водяной рубашки, установленных в топке бойлера по второму варианту осуществления.4 is a simplified view illustrating the location of the outer water jacket and the inner water jacket installed in the furnace of the boiler according to the second embodiment.

Фиг.5 - вид в перспективе, иллюстрирующий внутреннюю водяную рубашку, где показаны отверстия подачи воздуха, выполненные в мембранах между водяными трубками.5 is a perspective view illustrating an inner water jacket, which shows the air supply holes made in the membranes between the water tubes.

Фиг.6 - вид в поперечном разрезе внутренней водяной рубашки, иллюстрирующий отверстия подачи воздуха, выполненные в мембране.6 is a cross-sectional view of an inner water jacket illustrating air supply openings made in the membrane.

Фиг.7 - вид в поперечном разрезе устройства внутренней водяной рубашки, установленных в топке бойлера по второму варианту осуществления настоящего изобретения.Fig. 7 is a cross-sectional view of an internal water jacket device installed in a boiler furnace according to a second embodiment of the present invention.

Подробное описание осуществления изобретенияDetailed Description of the Invention

Настоящее изобретение поясняется подробно с использованием сопровождающих чертежей.The present invention is explained in detail using the accompanying drawings.

На фиг.2 представлен вид в перспективе с разрезами топки бойлера по настоящему изобретению. Топка бойлера по настоящему изобретению включает внешнюю и внутреннюю водяные рубашки 6, 10 и камеру сгорания S между внешней водяной рубашкой 6 и внутренней водяной рубашкой 10, как показано на фиг.2. Названная внешняя водяная рубашка 6 состоит из множества параллельных водяных трубок и мембран, которые соединяют и уплотняют эти водяные трубки параллельно друг другу, и эта внешняя водяная рубашка расположена вдоль внешней границы топки бойлера, а теплоизоляция 8 вставлена между внешней водяной рубашкой 6 и стенкой 4 топки. Названная внутренняя водяная рубашка 10, состоящая из множества параллельных водяных трубок и мембран, которые соединяют и уплотняют эти водяные трубки параллельно друг другу, размещена внутри внешней водяной рубашки. Названная камера сгорания S выполнена за счет пространства между внешней водяной рубашкой 6 и внутренней водяной рубашкой 10.Figure 2 presents a perspective view with cuts of the furnace of the boiler of the present invention. The boiler furnace of the present invention includes an outer and inner water jacket 6, 10 and a combustion chamber S between the outer water jacket 6 and the inner water jacket 10, as shown in FIG. The named outer water jacket 6 consists of a plurality of parallel water tubes and membranes that connect and seal these water tubes parallel to each other, and this outer water jacket is located along the outer boundary of the boiler firebox, and thermal insulation 8 is inserted between the outer water jacket 6 and the wall 4 of the firebox . The named inner water jacket 10, consisting of a plurality of parallel water tubes and membranes that connect and seal these water tubes parallel to each other, is located inside the outer water jacket. Said combustion chamber S is made due to the space between the outer water jacket 6 and the inner water jacket 10.

Водяные трубки, составляющие водяные рубашки, содержат протекающую по ним воду. Вода из коллекторов подачи воды 6а, 10а, расположенных снизу, течет через водяные трубки к коллекторам приема пара 6b, 10b, расположенных сверху водяных рубашек. Трубки пароперегревателя (не показаны) установлены выше коллекторов приема пара 6b, 10b.The water tubes that make up the water shirts contain water flowing through them. Water from the water supply manifolds 6a, 10a located at the bottom flows through the water tubes to the steam receiving manifolds 6b, 10b located on top of the water jackets. A superheater tube (not shown) is mounted above the steam receiving manifolds 6b, 10b.

Желательно делать стенки внешней водяной рубашки 6 с наклоном внутрь с уменьшением диаметра с возрастанием высоты, и делать стенки внутренней водяной рубашки 10 с наклоном наружу с увеличением диаметра по высоте подобно раструбу, потому что такое устройство делает широкой камеру сгорания в нижней части и узкой в ее верхней части, что приводит к более полному сгоранию с более высоким излучением теплоты на нижнем уровне и к более высокому теплопоглощению за счет увеличения площади поверхности внешней водяной рубашки и внутренней водяной рубашки на нижнем уровне, а выполнение верхней части водяных рубашек 6, 10 с наклонными стенками на верхнем уровне приводит к большему теплопоглощению в топке и, в результате, к уменьшению пароперегревателя со снижением издержек производства. Форма поперечного сечения внешней водяной рубашки 6 может варьироваться соответственно форме камеры сгорания 2 и быть прямоугольной, в форме многоугольника, как показано на фиг.3, и окружности, как показано на фиг.4. Несколько топливных форсунок 12 устроены на определенном расстоянии друг от друга у внешней водяной рубашки 6 и направлены в тангенциальном направлении к внутренней водяной рубашке. Вышеуказанное размещение и направление топливных форсунок 12 обеспечивает достаточно большой факел F в камере сгорания S между внешней водяной рубашкой 6 и внутренней водяной рубашкой 10, который нагревает воду, текущую во внутренней и внешней водяных рубашках.It is advisable to make the walls of the outer water jacket 6 with an inclined inward with decreasing diameter with increasing height, and making the walls of the internal water jacket 10 with an inclined outward with increasing diameter in height like a bell, because such a device makes the combustion chamber wide in the lower part and narrow in it the upper part, which leads to more complete combustion with higher heat radiation at the lower level and to higher heat absorption by increasing the surface area of the outer water jacket and inner water ru heads at the lower level, and the implementation of the upper part of the water jacket 6, 10 with inclined walls at the upper level leads to greater heat absorption in the furnace and, as a result, to reduce the superheater with lower production costs. The cross-sectional shape of the outer water jacket 6 may vary according to the shape of the combustion chamber 2 and be rectangular, in the shape of a polygon, as shown in figure 3, and a circle, as shown in figure 4. Several fuel nozzles 12 are arranged at a certain distance from each other at the outer water jacket 6 and are directed in the tangential direction to the inner water jacket. The above arrangement and direction of the fuel nozzles 12 provides a sufficiently large torch F in the combustion chamber S between the outer water jacket 6 and the inner water jacket 10, which heats the water flowing in the inner and outer water jackets.

С другой стороны, желательно выполнять внутреннюю водяную рубашку 10 с поперечным сечением в форме окружности, как показано на фиг.3 и фиг.4, насколько это возможно, т.к. форма окружности улучшает факел F и повышает эффективность теплопоглощения в камере сгорания S, благодаря лучшему вращательному контакту факела по длине стенки внутренней водяной рубашки.On the other hand, it is desirable to make the inner water jacket 10 with a circular cross-section as shown in FIG. 3 and FIG. 4, as much as possible, since The shape of the circle improves the torch F and increases the efficiency of heat absorption in the combustion chamber S, due to the better rotational contact of the torch along the length of the wall of the inner water jacket.

Множество отверстий подачи воздуха 14 имеется на внутренней водяной рубашке, как показано на фиг.5 и фиг.6, которые выполнены в мембранах 10d, соединяющих и уплотняющих каждую из водяных трубок 10с, устроенных параллельно друг другу, и герметизирующих параллельные зазоры между водяными трубками, причем отверстия подачи воздуха 14 выполнены под наклоном к мембране, как показано на фиг.6.A plurality of air supply openings 14 are provided on the inner water jacket, as shown in FIGS. 5 and 6, which are made in membranes 10d connecting and sealing each of the water pipes 10c arranged parallel to each other and sealing parallel gaps between the water pipes, moreover, the air supply holes 14 are made at an angle to the membrane, as shown in Fig.6.

Названное отверстие подачи воздуха 14 подает предварительно подогретый сжатый воздух, пришедший из воздухоподогревателя и воздушного компрессора, в камеру сгорания S между внешней водяной рубашкой и внутренней водяной рубашкой, который помогает смешиванию смеси воздуха и топлива, снижает температуру пламени и предотвращает перегрев до образования термического NOX, формирующегося при более высоких температурах, поддерживая условия наилучшей теплоотдачи. На фиг.7 представлено поперечное сечение другого варианта осуществления внутренней водяной рубашки 10, которая составлена из множества изогнутых водяных рубашек, центробежно расходящихся с определенным шагом.The aforementioned air supply opening 14 supplies preheated compressed air coming from the air preheater and the air compressor to the combustion chamber S between the outer water jacket and the inner water jacket, which helps to mix the air-fuel mixture, reduces the flame temperature and prevents overheating before the formation of thermal NO X formed at higher temperatures, maintaining the conditions of the best heat transfer. 7 is a cross-sectional view of another embodiment of an inner water jacket 10, which is composed of a plurality of curved water jackets centrifugally diverging at a certain pitch.

Отверстия подачи воздуха 14 в мембране между водяными трубками исключаются автоматически для внутренней водяной рубашки 10, показанной на фиг.7, т.к. зазоры 10f между каждой водяной рубашкой 10е играют роль отверстий подачи воздуха 14.The air supply openings 14 in the membrane between the water tubes are automatically excluded for the inner water jacket 10 shown in FIG. 7, because the gaps 10f between each water jacket 10e play the role of air supply openings 14.

Далее следует пояснение действия топки бойлера по настоящему изобретению. Все водяные трубки заполняют водой и начинают впрыскивать топливо в камеру сгорания S через форсунки 12, расположенные у внешней водяной рубашки 6 и направленные тангенциально к внутренней водяной рубашке 10, зажигают пламя и ждут, пока оно разрастется, а затем открывают воздушные клапаны для подачи воздуха внутрь внутренней водяной рубашки 10 и регулируют подачу воздуха, подаваемого в камеру сгорания S из внутреннего пространства внутренней водяной рубашки 10. В соответствии с вышеуказанной последовательностью пламя разрастается, заполняет камеру сгорания и формируется в факел F благодаря ограничению обоими водяными рубашками 6, 10. Соответственно названный факел F вращается вдоль стенки внутренней водяной рубашки 10 в камере сгорания S между внешней и внутренней водяными рубашками 6, 10, при этом факел F в названной камере сгорания S не достигает высокой температуры благодаря тому, что избегается концентрация пламени и подача охлаждающего воздуха из отверстий подачи воздуха 14 внутренней водяной рубашки 10.The following is an explanation of the operation of the boiler firebox of the present invention. All water tubes are filled with water and begin to inject fuel into the combustion chamber S through nozzles 12 located at the outer water jacket 6 and directed tangentially to the inner water jacket 10, ignite the flame and wait until it grows, and then open the air valves to supply air inside inner water jacket 10 and regulate the flow of air supplied to the combustion chamber S from the inner space of the inner water jacket 10. In accordance with the above sequence, the flame grows, filling the combustion chamber and is formed into a torch F due to the restriction by both water jackets 6, 10. Accordingly, said torch F rotates along the wall of the inner water jacket 10 in the combustion chamber S between the outer and inner water jackets 6, 10, while the torch F in the said combustion chamber S does not reach a high temperature due to the fact that the concentration of the flame and the supply of cooling air from the air supply openings 14 of the inner water jacket 10 are avoided.

В связи с этим топка бойлера по настоящему изобретению не вызывает проблемы образования оксидов азота, которые возникают из-за окисления азота в горячем воздухе высокотемпературного пламени. С другой стороны, желательно нанести покрытие из износостойкого материала для предотвращения эрозии из-за отклонения факела и небольшого расстояния от факела до обоих водяных рубашек, сопровождающегося столкновением с частицами, поскольку факел включает твердые частицы типа золы. Как было описано выше, топка бойлера по настоящему изобретению создает факел, который вращается вдоль камеры сгорания между внешней и внутренней водяными рубашками 6, 10, а воздух подается из отверстий подачи воздуха 14, выполненных во внутренней водяной рубашке, создающих лучшее смешивание воздуха с топливом и максимизирующих полноту сгорания, а также предотвращает слишком высокую температуру, способствующую образованию оксидов азота, а факел трубчатой формы нагревает внутреннюю и внешнюю водяные рубашки с двух сторон и обеспечивает высокую температуру воды и более быстрое ее испарение в водяных трубках.In this regard, the firebox of the boiler of the present invention does not cause the problem of the formation of nitrogen oxides, which arise due to the oxidation of nitrogen in the hot air of a high-temperature flame. On the other hand, it is desirable to apply a coating of wear-resistant material to prevent erosion due to the deflection of the torch and the small distance from the torch to both water jackets, which is accompanied by collision with particles, since the torch includes solid particles such as ash. As described above, the boiler firebox of the present invention creates a torch that rotates along the combustion chamber between the outer and inner water jackets 6, 10, and air is supplied from the air supply openings 14 made in the inner water jacket, creating better mixing of air with fuel and maximizing the completeness of combustion, and also prevents too high a temperature that contributes to the formation of nitrogen oxides, and the tubular torch heats the inner and outer water jackets on both sides and provides high I will see the temperature of the water and its faster evaporation in the water tubes.

Таким образом топка бойлера по настоящему изобретению не только предотвращает образование термического NOХ, но также создает соединение нескольких других эффектов, таких как более быстрое испарение воды, благодаря большей поверхности теплообмена, вращению факела трубчатой формы, более высокой плотности пламени в ограниченном пространстве и небольшому расстоянию между факелом и водяными рубашками, а также предотвращение аккумуляции теплоизолирующего клинкера на поверхностях водяных рубашек.Thus, the boiler furnace of the present invention not only prevents the formation of thermal NO X , but also creates a combination of several other effects, such as faster evaporation of water, due to its larger heat transfer surface, rotation of the tubular flame, higher flame density in a limited space and small distance between the torch and the water jacket, as well as preventing the accumulation of heat-insulating clinker on the surfaces of the water jacket.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

В соответствии с настоящим изобретением образование термического NOХ может быть значительно снижено, а также значительно снижены габаритные размеры, т.к. КПД бойлера увеличен с уменьшением размеров конструкции парообразователя.In accordance with the present invention, the formation of thermal NO X can be significantly reduced, as well as significantly reduced overall dimensions, because The boiler efficiency is increased with a decrease in the size of the design of the steam generator.

Claims (7)

1. Топка бойлера, содержащая стенку топки, внешнюю водяную рубашку внутри топки, внутреннюю водяную рубашку, установленную внутри внешней водяной рубашки и выполненную с наклоном наружу с увеличением диаметра по высоте подобно раструбу, камеру сгорания, расположенную между внешней и внутренней водяными рубашками, внешняя и/или внутренняя водяная рубашка состоит из множества параллельных, соединенных между собой трубок и дополнительно включает множество мембран, соединяющих эти трубки друг с другом.1. A boiler furnace containing a furnace wall, an external water jacket inside the furnace, an internal water jacket installed inside the external water jacket and tilted outward with increasing diameter in height like a bell, a combustion chamber located between the external and internal water jackets is external and / or the inner water jacket consists of a plurality of parallel, interconnected tubes and further includes a plurality of membranes connecting these tubes to each other. 2. Топка по п.1, отличающаяся тем, что внешняя водяная рубашка выполнена с поперечным сечением либо в форме прямоугольника, либо многоугольника, либо окружности.2. The furnace according to claim 1, characterized in that the outer water jacket is made with a cross section either in the form of a rectangle, or a polygon, or a circle. 3. Топка по п.1, отличающаяся тем, что внешняя водяная рубашка выполнена с наклоном внутрь с уменьшением диаметра с возрастанием высоты.3. The furnace according to claim 1, characterized in that the outer water jacket is made with an inclination inward with decreasing diameter with increasing height. 4. Топка по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя водяная рубашка выполнена с поперечным сечением в форме окружности.4. The furnace according to claim 1, characterized in that the inner water jacket is made with a cross section in the shape of a circle. 5. Топка по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя водяная рубашка выполнена с наклоном наружу на верхнем уровне.5. The furnace according to claim 1, characterized in that the inner water jacket is made with an outward inclination at the upper level. 6. Топка по п.1, отличающаяся тем, что содержит форсунки для впрыска топлива в камеру сгорания, расположенные у внешней водяной рубашки и направленные тангенциально к внутренней водяной рубашке.6. The furnace according to claim 1, characterized in that it contains nozzles for injecting fuel into the combustion chamber located at the outer water jacket and directed tangentially to the inner water jacket. 7. Топка по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя водяная рубашка состоит из множества параллельных, соединенных между собой трубок, а в мембранах, соединяющих эти трубки, выполнены воздушные отверстия для подачи воздуха в камеру сгорания. 7. The furnace according to claim 1, characterized in that the inner water jacket consists of many parallel, interconnected tubes, and in the membranes connecting these tubes, air holes are made for supplying air to the combustion chamber.
RU2007104686/06A 2004-09-07 2005-09-07 Boiler combustor allowing avoidance of thermal nox RU2355946C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040071483A KR100764903B1 (en) 2004-09-07 2004-09-07 Construction of a furnace of a pulverized coal boiler for power station
KR10-2004-0071483 2004-09-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007104686A RU2007104686A (en) 2008-10-20
RU2355946C2 true RU2355946C2 (en) 2009-05-20

Family

ID=36036604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007104686/06A RU2355946C2 (en) 2004-09-07 2005-09-07 Boiler combustor allowing avoidance of thermal nox

Country Status (6)

Country Link
US (2) US8322314B2 (en)
KR (1) KR100764903B1 (en)
CN (1) CN101091088B (en)
AU (1) AU2005280855B2 (en)
RU (1) RU2355946C2 (en)
WO (1) WO2006028349A1 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101032773B1 (en) * 2008-09-23 2011-05-06 김병두 Furnace of boiler for power station
KR101061585B1 (en) 2009-09-03 2011-09-02 김병두 Boiler furnace for power plant with gas-liquid separator
WO2010035992A2 (en) * 2008-09-23 2010-04-01 Kim Byung-Doo Boiler furnace for a power station
KR101039409B1 (en) * 2008-09-23 2011-06-08 김병두 Furnace of boiler for power station
CN102777880B (en) * 2012-07-19 2014-10-01 国网浙江省电力公司电力科学研究院 Adjustable hot air device preventing high-temperature corrosion of power station boiler
EP2840811A1 (en) 2013-07-22 2015-02-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for processing an audio signal; signal processing unit, binaural renderer, audio encoder and audio decoder
RU2560658C1 (en) * 2014-10-31 2015-08-20 Юрий Иванович Лафа Method of burning of furnace gases in vertical chamber furnace and vertical chamber furnace
CN108150992B (en) * 2017-12-22 2019-11-12 东阳市天杨建筑工程设计有限公司 A kind of boiler of adjustable heating surface area
KR102092876B1 (en) 2019-05-31 2020-03-24 오천만 Pulverized coal boiler

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US828898A (en) * 1905-08-04 1906-08-21 Horace F Norwood Downdraft-furnace.
US2793626A (en) * 1952-06-18 1957-05-28 Babcock & Wilcox Co Fuel burning apparatus
US2748754A (en) * 1952-11-06 1956-06-05 Babcock & Wilcox Co Fluid heat exchange unit with a furnace having gas deflecting inner wall surfaces
US2796051A (en) * 1953-05-25 1957-06-18 Petro Chem Process Company Inc Boilers
US2914386A (en) * 1954-12-20 1959-11-24 Hercules Powder Co Ltd Tubular furnace
US3855071A (en) * 1971-12-08 1974-12-17 Continental Energy Corp Carbonization apparatus having louvers on internal duct
US4900246A (en) * 1977-05-25 1990-02-13 Phillips Petroleum Company Apparatus for burning nitrogen-containing fuels
US4721454A (en) * 1977-05-25 1988-01-26 Phillips Petroleum Company Method and apparatus for burning nitrogen-containing fuels
SU909475A1 (en) 1977-07-18 1982-02-28 за вители , .,.;, ПЛТЕНтеО- { r::XH i4K€KAfi Boiler
KR810002258Y1 (en) * 1980-10-08 1981-12-02 고려강철주식회사 Drinking water heat device for boiler
US4672900A (en) * 1983-03-10 1987-06-16 Combustion Engineering, Inc. System for injecting overfire air into a tangentially-fired furnace
US4615715A (en) * 1985-03-15 1986-10-07 Foster Wheeler Energy Corporation Water-cooled cyclone separator
JPH0613921B2 (en) * 1986-01-31 1994-02-23 三浦工業株式会社 Heat transfer surface structure of multi-tube once-through boiler
US4746337A (en) * 1987-07-06 1988-05-24 Foster Wheeler Energy Corporation Cyclone separator having water-steam cooled walls
US4879959A (en) * 1987-11-10 1989-11-14 Donlee Technologies, Inc. Swirl combustion apparatus
FR2634006B1 (en) * 1988-07-05 1991-05-17 Chaffoteaux Et Maury IMPROVEMENTS ON APPARATUS FOR PRODUCING HOT WATER
JP2769699B2 (en) * 1988-09-08 1998-06-25 三浦工業株式会社 Axisymmetric mixed flow once-through boiler
US4951612A (en) * 1989-05-25 1990-08-28 Foster Wheeler Energy Corporation Circulating fluidized bed reactor utilizing integral curved arm separators
GB9013154D0 (en) 1990-06-13 1990-08-01 Chato John D Improvements in pulsating combustors
CN2117531U (en) * 1991-08-16 1992-09-30 长春市南关区白山环保设备厂 Water boiler for producing steam and hot water
US5226936A (en) * 1991-11-21 1993-07-13 Foster Wheeler Energy Corporation Water-cooled cyclone separator
US5123361A (en) * 1991-11-25 1992-06-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Annular vortex combustor
US5273209A (en) * 1992-03-23 1993-12-28 Macarthur Charles E Heat exchange and fuel feed apparatus for vertical furnace
US5315939A (en) * 1993-05-13 1994-05-31 Combustion Engineering, Inc. Integrated low NOx tangential firing system
JPH09203501A (en) * 1996-01-26 1997-08-05 Nippon Furnace Kogyo Kaisha Ltd Small-sized once-through boiler
US6116196A (en) * 1997-02-28 2000-09-12 Miura Co., Ltd. Water-tube boiler
JP2000314501A (en) * 1999-04-30 2000-11-14 Miura Co Ltd Water tube boiler
KR100676163B1 (en) * 1999-08-02 2007-01-31 가부시키카이샤 미우라겐큐우쇼 Water-Tube Boiler
KR100433472B1 (en) * 2000-11-20 2004-05-31 최진민 Main Casing Sturcture of Oil Cornbined Gao Boiker
US20030013059A1 (en) * 2001-07-10 2003-01-16 Cornel Dutescu Conical flame waste gas combustion reactor
KR100560403B1 (en) * 2003-11-04 2006-03-14 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Thin film transistor substrate of horizontal electronic field applying type and fabricating method thereof
US7168949B2 (en) * 2004-06-10 2007-01-30 Georgia Tech Research Center Stagnation point reverse flow combustor for a combustion system
US20070275335A1 (en) * 2006-05-25 2007-11-29 Giang Biscan Furnace for heating particles

Also Published As

Publication number Publication date
AU2005280855A1 (en) 2006-03-16
US20090260582A1 (en) 2009-10-22
CN101091088B (en) 2011-01-05
WO2006028349A1 (en) 2006-03-16
AU2005280855B2 (en) 2010-07-29
KR20060022611A (en) 2006-03-10
US20070186828A1 (en) 2007-08-16
KR100764903B1 (en) 2007-10-09
RU2007104686A (en) 2008-10-20
US8281750B2 (en) 2012-10-09
US8322314B2 (en) 2012-12-04
CN101091088A (en) 2007-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2355946C2 (en) Boiler combustor allowing avoidance of thermal nox
RU2561636C2 (en) Combustion chamber, burning method, power generation device and method of power generation in such device
JP5410590B2 (en) Boiler furnace for power plant
KR101683567B1 (en) Enclosed bodies invention boilers with dual fuel gas mixture of hydrogen and oxygen gas and steam
TWI312048B (en) Fossil heated continuous steam generator
KR101354938B1 (en) Fluidized bed combustor
CN106224961A (en) A kind of methanol fuel vacuum condensation hot-water boiler
KR101032773B1 (en) Furnace of boiler for power station
KR101364224B1 (en) Horizontal type biomass semi-distilled high temperature burner
RU184378U1 (en) Pyrolysis boiler
CN115493296A (en) Short-flow ultra-compact gas boiler with adjustable premixed combustion and local back combustion coupling
US3604400A (en) Steam generator and other heated heat transmitters
KR200280238Y1 (en) Industrial Brown Gas Boiler with Burner
KR100906379B1 (en) The boiler burner having the nozzle for removing burned particles
KR102229911B1 (en) A Once-through Boiler Equipped with a Porous Medium Burner and its Operation Method
RU2754619C1 (en) Fire-tube vertical hot water liquid fuel boiler
JP2006118802A (en) Water heater
KR100434686B1 (en) Industrial Brown Gas Boiler with Burner
RU2700308C1 (en) Boiler with injector gas burners
KR20070060065A (en) A furnace of a pulverized coal boiler for power station
RU2032128C1 (en) Hot-water boiler
RU2465515C2 (en) Contact capillary steam generator
KR101061585B1 (en) Boiler furnace for power plant with gas-liquid separator
KR20110019726A (en) Boiler
JP2009109067A (en) Mixed combustion burner and boiler

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190908